ATEX Zone 1 vs Zone 2 — praktische implicaties voor apparaatselectie

Zone 1 vs Zone 2 is niet alleen een kwestie van waarschijnlijkheid — het bepaalt apparaatcategorieën, certificeringsroutes en hoe uw besturingsarchitectuur eruit kan zien.

Het verschil tussen Zone 1 en Zone 2 bepaalt vaak niet alleen welke apparatuur u kunt gebruiken — maar of uw project haalbaar is binnen tijd en budget.

Zone 1 en Zone 2 worden gedefinieerd door de kans dat er tijdens normaal bedrijf een ontvlambare atmosfeer aanwezig is. Zone 1 — waar dit waarschijnlijk is — vereist categorie 2-apparatuur. Zone 2 — waar dit alleen onder abnormale omstandigheden optreedt — vereist categorie 3. Dit regulatoire onderscheid is het startpunt. De praktische implicaties reiken verder.

Overstap van Zone 2 naar Zone 1 sluit een reeks apparaatopties, verschuift het certificeringspad van zelfdeclaratie van de fabrikant naar betrokkenheid van een aangemelde instantie, en beperkt welke beschermingsconcepten kunnen worden gebruikt voor verwarmingselementen, behuizingen en sensorcircuits. Voor een op maat gemaakt verwarmings- of transportsysteem kan het verschil tussen zones de doorlooptijden voor inkoop, systeemarchitectuur en het vooraf vereiste engineeringswerk beïnvloeden voordat een product besteld kan worden.

Zone 2 wordt informeel vaak behandeld als de mindere eis — de zone waar het eenvoudiger is. Dat is gedeeltelijk waar voor de beschikbaarheid van apparatuur. Het is niet waar in de zin dat standaard commerciële apparatuur zonder ATEX-certificering acceptabel is. Zone 2 is nog steeds een geclassificeerde zone. De flexibiliteit die het biedt is relatief ten opzichte van Zone 1, niet ten opzichte van ongeclassificeerde gebieden.

Categorie 2 vs Categorie 3: certificering en inkoop

De apparaatcategorie bepaalt de certificeringsroute, met directe gevolgen voor wat beschikbaar is, van wie en wanneer.

Categorie 2-apparatuur (Zone 1) moet worden gecertificeerd door een aangemelde instantie. De standaardroute is een EG-typeonderzoekscertificaat, uitgegeven onder bijlage III van de ATEX-richtlijn, dat bevestigt dat het apparaatontwerp voldoet aan de toepasselijke geharmoniseerde normen. Voor serieproductie dekt dit het ontwerp; de fabrikant certificeert vervolgens elke productie-eenheid zelf tegen dat goedgekeurde ontwerp. Voor enkelstuks of maatapparatuur is EG-eenheidsverificatie onder bijlage V het alternatief — elke afzonderlijke eenheid wordt onderzocht door de aangemelde instantie.

Categorie 3-apparatuur (Zone 2) vereist geen betrokkenheid van een aangemelde instantie. De fabrikant geeft een conformiteitsverklaring af tegen de relevante geharmoniseerde normen en brengt de ATEX-markering aan. Dit geeft fabrikanten aanzienlijk meer flexibiliteit bij het produceren van niet-standaard configuraties zonder een ontwerpreview door derden bij elke iteratie.

Praktische gevolgen voor de inkoop van verwarmingssystemen

Beschikbaarheid. Categorie 2-verwarmingsproducten worden door minder leveranciers en in minder standaardconfiguraties geproduceerd dan hun categorie 3-equivalenten. Voor vatverwarming, IBC-verwarming en verwarmde slangeenheden is het Zone 1-gesorteerde assortiment doorgaans een subset van het Zone 2-assortiment.
Maatwerkige configuraties. Een niet-standaard vatverwarmer — andere wattdichtheid, niet-standaard vatdiameter, geïntegreerde volgplaat — in categorie 2 vereist dat de fabrikant het ontwerp heeft gedekt door een bestaand certificaat van aangemelde instantie of eenheidsverificatie verkrijgt voor het specifieke artikel. Dit kost tijd en heeft kostenimplicaties die niet gelden voor vergelijkbaar maatwerk in categorie 3.
Doorlooptijden. Standaard categorie 2-producten hebben in de meeste productcategorieën langere doorlooptijden dan hun categorie 3-equivalenten. Voor projecten met ATEX Zone 1-vereisten vermijdt vroege bevestiging van beschikbaarheid en doorlooptijd — vóór het afronden van het installatieplan — programmavertragingen.
Documentatie. Categorie 2-apparatuur wordt geleverd met een EG-typeonderzoekscertificaatnummer op de ATEX-markering en in de documentatie. Dit nummer moet vermeld worden in de installatiedossiers. Categorie 3-apparatuur heeft een conformiteitsverklaring — even vereist in de documentatie, maar niet uitgegeven door de aangemelde instantie.

Toegestane beschermingsconcepten in Zone 1 en Zone 2

Het Ex-beschermingsconcept beschrijft hoe een apparaat ontsteking voorkomt. De zone bepaalt welke concepten acceptabel zijn. Voor verwarmings-, besturings- en meetcomponenten verschillen de toegestane concepten wezenlijk tussen de zones.

Zone 1 — toegestaan voor categorie 2G-apparatuur

Ex d (explosieveilige behuizing). Een explosie in de behuizing kan niet naar de omringende atmosfeer propageren. Standaard voor motorklemmenkasten, besturingsbehuizingen en aansluitdozen in Zone 1. Vereist robuuste constructie en gecertificeerde kabelwartels; behuizingsingangen zijn gelijndraad en moeten worden aangedraaid op specificatie.
Ex e (verhoogde veiligheid). Elimineert potentiële ontstekingsbronnen tijdens normaal bedrijf en gedefinieerde foutcondities door constructieve maatregelen — kruip- en luchtafstanden, klemontwerp, temperatuurstijglimieten. Gebruikt voor klemmenkasten, aansluitdozen en sommige besturingsbehuizingen waar normaal of bij storing geen vonken optreden.
Ex ia (intrinsieke veiligheid, niveau ia). Beperkt elektrische energie in het circuit tot niveaus onder de minimale ontstekingsenergie van de gasgroep, bij normaal bedrijf en twee gelijktijdige foutcondities. Het standaardbeschermingsconcept voor temperatuursensoren (PT100/PT1000), signaalcircuits en instrumentatie in Zone 1. Vereist een gecertificeerde veiligheidsbarrière of galvanische isolator buiten de zone.
Ex mb (inkapseling, niveau mb). Actieve elektrische onderdelen zijn ingekapseld in compound zodat de omringende atmosfeer niet kan worden ontstoken. Gebruikt voor sommige verwarmingselementklemconstructies en kleine elektrische componenten ingebed in verwarmde assemblages.
Ex p (overdrukbeveiliging). Handhaaft overdruk van schone lucht of inertgas in een behuizing om indringing van ontvlambare atmosfeer te voorkomen. Gebruikt voor grotere bedieningspanelen die als Ex d onpraktisch of oneconomisch zouden zijn. Vereist een spui- en overdrukbeveiligingssysteem en een betrouwbare schone luchttoevoer.

Zone 2 — aanvullend toegestaan voor categorie 3G-apparatuur

Ex nA (vonkvrij). Apparatuur produceert bij normaal bedrijf geen vonken of bogen en heeft geen oppervlakken die heet genoeg zijn om ontsteking te veroorzaken. Een eenvoudigere constructiestandaard dan Ex e, acceptabel voor klemmenkasten, aansluitdozen en sommige besturingscomponenten in Zone 2 alleen. Niet toegestaan in Zone 1.
Ex nR (beperkte ademhaling). Beperkt de indringssnelheid van de omringende atmosfeer in de behuizing. De interne atmosfeer kan na verloop van tijd ontvlambaar worden, maar niet met een snelheid die een ontstekingsrisico creëert tijdens normaal bedrijf. Alleen Zone 2.
Ex ec (verhoogde veiligheid, categorie 3). Conceptueel equivalent aan Ex e maar volgens de Zone 2-(categorie 3-)standaard — minder foutcondities worden meegerekend. Geeft apparaatontwerpers meer flexibiliteit dan Ex e terwijl nog steeds echte beschermingsmaatregelen worden geboden naast Ex nA.
Ex ic (intrinsieke veiligheid, niveau ic). Één foutconditietolerantie in plaats van de twee die vereist zijn voor Ex ia. Acceptabel voor signaalcircuits en instrumentatie in Zone 2. In de praktijk gebruiken veel systeemontwerpers Ex ia door het hele systeem in plaats van ia en ic te mengen, omdat het kostenverschil voor de barrière marginaal is en het gebruik van één beschermingsconcept de installatiedocumentatie vereenvoudigt.

Basisregel

Apparatuur gecertificeerd voor Zone 1 (categorie 2) mag ook in Zone 2 worden gebruikt zonder beperking. Het omgekeerde geldt niet: apparatuur die alleen is gecertificeerd voor Zone 2 (categorie 3) kan niet in Zone 1 worden geïnstalleerd.

Besturingscomponenten plaatsen ten opzichte van zonegrenzen

Elke component met elektrische inhoud die als ontstekingsbron kan fungeren, moet een certificering hebben die overeenkomt met de zone waarin het zich bevindt. De meest praktische manier om dit te beheren voor regelaars, HMI's en bewakingsapparatuur is deze volledig buiten de geclassificeerde zone te plaatsen — waar geen ATEX-certificering vereist is.

Een temperatuurregelaar op de muur buiten de Zone 1-grens vereist geen ATEX-certificering. De sensorleidingen die vanuit de regelaar de zone in lopen, vereisen wel passende behandeling: Ex ia intrinsiek veilige circuits met een gecertificeerde veiligheidsbarrière of galvanische isolator aan de veilige kant van de grens. Dit is standaardpraktijk en voegt bescheiden kosten toe. Het alternatief — de regelaar in Zone 1 installeren in een gecertificeerde Ex d- of Ex p-behuizing — is aanzienlijk duurder, zwaarder en beperkt wat er in het paneel kan worden geïnstalleerd.

In Zone 2 zijn de opties breder. Ex nA- en Ex ec-behuizingen zijn toegestaan voor categorie 3-besturingscomponenten, wat de kosten- en gewichtsboete van het plaatsen van regelaars in de zone vermindert ten opzichte van Zone 1. Toch is het schonere ontwerp in de meeste installaties nog steeds om regelaars en indicatoren buiten de zonegrens te positioneren waar de kabellengte dit toelaat.

Zonegrensovergangen voor stroom- en signaalkabels vereisen gecertificeerde kabelwartels die overeenkomen met het beschermingsconcept van de behuizing die ze bedienen. Een Ex d-behuizing voorzien van een standaard PG-draadkabelwartel is niet langer Ex d-conform — de wartel moet gecertificeerd zijn voor Ex d-gebruik en correct worden aangedraaid. Dit is een van de meest voorkomende installatiefouten die bij site-inspecties worden gevonden.

Zonegrensbesluiten die in de ontwerpfase moeten worden genomen — niet tijdens installatie

Waar regelaars en beveiligingsapparaten fysiek worden geplaatst ten opzichte van zonegrenslijnen
Welke signaalcircuits zonegrenzen overschrijden en welk beschermingsconcept (Ex ia/ic) wordt gebruikt
Kabelrouteringspaden door zonegrenzen en de kabelwartelsspecificatie voor elke overgang
Of apparatuur die aanvankelijk buiten de zone is bedoeld tijdens installatie in de praktijk erin terechtkomt

Gerelateerde bronnen

Zonespecifieke verwarmingssystemen — intern ontworpen en gecertificeerd

HeatXperts ontwerpt en produceert ATEX-gecertificeerde verwarmingselementen en geïntegreerde verwarmingssystemen voor Zone 1 en Zone 2. Apparaatselectie, beschermingsconcept en systeemarchitectuur worden bepaald door de zoneclassificatie, stoffengegevens en installatielayout van elk project — niet door wat toevallig van de plank beschikbaar is.

Waar Zone 1 categorie 2-certificering vereist is voor een niet-standaard configuratie, werken wij binnen het certificeringskader van de aangemelde instantie vanaf de ontwerpfase — niet als nagedachte.

Bespreek uw gevarenzone-toepassing met een ingenieur